基于锂离子固态电解质的海水提锂方法和装置制造方法及图纸

本发明专利技术公开了基于锂离子固态电解质的海水提锂方法和装置，所述方法采用锂离子固态电解质分隔电解池的阴极区与阳极区，使用电源供能，在阴极上沉积金属锂，阳极区补充阴极区消耗的锂离子；所述阴极区包括基底和有机电解液，阳极区包括催化剂、海水及碳纸。本发明专利技术所述方法及装置在阴极区采用有机溶剂和惰性气体，直接沉积出金属锂单质；提取锂的速度与电流大小成正比，提取锂的速率可控；采用锂离子固态电解质阻挡其他金属阳离子，得到的金属锂纯度很高；采用太阳能、风能等电源作为驱动力，提取锂的速率较传统吸附的方法更高；通过更改固态电解质的种类，本发明专利技术所述方法及装置可以实现从海水中提取其他金属单质。

【技术实现步骤摘要】
基于锂离子固态电解质的海水提锂方法和装置
本专利技术属于电化学领域，涉及固态电解质的新应用，具体为基于锂离子固态电解质的海水提锂方法和装置。
技术介绍
随着锂离子电池的快速发展，锂资源的稀缺在将来会成为一大难题。尽管海水中富含2500亿吨的锂资源，但是由于浓度只有0.17mg/L，造成了提取海水中的锂十分困难。海水中除了含有微量的锂之外，还含有丰富的钠、镁、钙等其他金属元素，这也造成了从海水中提取锂的难度进一步加大。有选择性地从稀溶液中提取锂的方法有离子交换树脂、溶剂萃取、共沉淀、选择性透过膜和吸附。但是现有的海水提锂技术都不够成熟，速率不高，成本较高，还需要进一步处理才能获取金属锂。日本原子能机构研发出一种新型的使用浸渍离子液体(PP13-TFSI)的有机薄膜(IL-i-OM)的Li同位素分离技术，这项技术也可以用于海水提锂。在这项技术基础之上，2013年，Hoshino开发出一种新的海水提锂方法，使用浸渍PP13-TFSI的IL-i-OM作为锂离子选择透过膜进行电渗析，将海水中的锂通过渗析渗透到HCl溶液中，从而实现从海水中有选择性地提取锂。但是此种装置的提锂速率不够快，性价比较本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.基于锂离子固态电解质的海水提锂方法，其特征在于，所述方法采用锂离子固态电解质分隔电解池的阴极区与阳极区，使用电源供能，在阴极上沉积金属锂，阳极区补充阴极区消耗的锂离子；所述阴极区包括基底和有机电解液，阳极区包括催化剂、海水及碳纸。

【技术特征摘要】
1.基于锂离子固态电解质的海水提锂方法，其特征在于，所述方法采用锂离子固态电解质分隔电解池的阴极区与阳极区，使用电源供能，在阴极上沉积金属锂，阳极区补充阴极区消耗的锂离子；所述阴极区包括基底和有机电解液，阳极区包括催化剂、海水及碳纸。2.根据权利要求1所述的基于锂离子固态电解质的海水提锂方法，其特征在于，所述阴极区与锂离子固态电解质形成闭合的惰性气体环境。3.根据权利要求1所述的基于锂离子固态电解质的海水提锂方法，其特征在于，所述基底为铜基底。4.根据权利要求1所述的基于锂离子固态电解质的海水提锂方法，其特征在于，所述方法具体步骤如下：第1步、将锂离子固态电解质片表面用砂纸打磨抛光，然后在乙醇中超声清洗20-120分钟，将清洗后的锂离子固态电解质片放入烘箱中40-80℃烘干0.5-12小时；第2步、将清洗烘干后的锂离子固态电解质片粘在圆柱形玻璃管的一端；第3步、将焊有铜片的铜丝插入一个与玻璃管尺寸匹配的橡胶塞上；第4步、在惰性气体环境中将锂离子有机电解液加入第2步中一端粘有锂离子固态电解质的玻璃管中，将第3步中插好铜丝的橡胶塞塞在玻璃管的另一端，使铜片浸入有机电解液中；第5步、将催化剂、导电剂和粘结剂以重量比2:7:1的混合均匀，擀制为薄膜；第6步、裁取一张碳纸，将第5步擀制的薄膜压在碳纸的一侧；第7步、将一电流源，负极连接到第4步橡胶塞外的铜丝，正极连接到第6步的碳纸的无催化剂薄膜一侧，然后将锂离子固态电解质一侧与压有催化剂薄膜一侧的碳纸浸入海水中。5.根据权利要求4所述的基于锂离子固态电解质的海水提锂方法，其特征在于，第1步...

【专利技术属性】
技术研发人员：何平，周豪慎，杨思勰，张帆，
申请(专利权)人：南京大学，
类型：发明
国别省市：江苏,32